Monipuolistuvaa energiankeruuta

Professori Shanhui Fan ja tutkijatohtori Wei Li rakennuksen katolla testaamassa kaksikerroksisen aurinkopaneelin toimintaa.

Stanfordin tutkijat kehittävät laitteita, jotka voivat tuottaa sekä aurinkovoimaa että viilentää rakennuksia. Kehitteillä oleva laitteisto pystyy tuottamaan sähköä auringonvalosta ja samalla säteillä lämpöä suoraan avaruuteen rakennusten jäähdyttämiseksi.

Stanfordin sähköinsinööri Shanhui Fan haluaa mullistaa energiaa tuottavat katoille asennettavat energialaitteet. Fanin laboratoriossa on rakennettu laite, jolla voisi olla kaksi tarkoitusta: sähköntuotanto ja rakennuksen jäähdytys.

Laitteen aurinkoa päin oleva pintakerros on valmistettu puolijohteista, joilla on jo pitkään tuotettu näkyvästä valosta sähköä. Uutuutta löytyy laitteen pohjakerroksesta, joka perustuu materiaaleihin, jotka voivat siirtää lämpöä avaruuteen säteilevän jäähdytyksen kautta.

Fanin jäähdytystekniikka hyödyntää sitä tosiasiaa, että ilmakehän läpi pääsee suoraan avaruuteen tietyn infrapunavalon aallonpituuden avulla.

Tutkijat mittailivat rakentamaansa laitetta ja tulokset osoittivat, että lämpö säteilee pohjasta läpi ylimmän kerroksen avaruuteen. Mitä he eivät kyenneet testaamaan, tuottiko laite myös sähköä. Koelaitteen yläkerroksessa eli aurinkokennosta puuttui metallinen johdekalvo, mutta se olisi estänyt infrapunavalon pääsyn pois. Tutkijatiimi suunnittelee nyt aurinkokennoja, jotka toimivat ilman metallikalvoja yhdistettäväksi säteilevän jäähdytyskerroksen kanssa.

Ruotsin Chalmersin teknillisen korkeakoulun tutkimusryhmä kehittelee energiajärjestelmää, joka kerää lämpöä kesän auringosta talvella käytettäväksi.

Tutkijat ovat kehitelleet erityistä molekyyliä, joka voi varastoida aurinkoenergiaa myöhempää käyttöä varten.

Hiilestä, vedystä ja typestä valmistetulla molekyylillä on ainutlaatuinen ominaisuus. Kun siihen kohdistuu auringonvalo, se muuttuu energiapitoiseksi isomeeriksi - molekyyli, joka koostuu samoista atomeista mutta joka on sidottu yhteen toisella tavoin.

Tämä isomeeri voidaan sitten varastoida ja ottaa käyttöön kun sitä tarvitaan, esimerkiksi yöllä tai talvella. Se on nestemäisessä muodossa ja sopii käytettäväksi aurinkoenergiajärjestelmässä, jonka tutkijat ovat nimenneet MOST:ksi (Molecular Solar Thermal Energy Storage). Kyseisen isomeerin energia voidaan varastoida jopa 18 vuodeksi.

Tutkimusryhmä on kehittänyt myös katalyysin varastoidun energian vapautumisen hallintaan. Katalyytti toimii suodattimena, jonka läpi neste virtaa, jolloin syntyy reaktio, joka lämmittää nestettä 63 celsiusasteella. Samalla se palauttaa molekyylin alkuperäiseen muotoonsa, jotta se voidaan käyttää uudelleen tässä lämmitysjärjestelmässä.